JPH02106903A - 高温ptcサーミスタ及びその製造方法 - Google Patents

高温ptcサーミスタ及びその製造方法

Info

Publication number
JPH02106903A
JPH02106903A JP63260934A JP26093488A JPH02106903A JP H02106903 A JPH02106903 A JP H02106903A JP 63260934 A JP63260934 A JP 63260934A JP 26093488 A JP26093488 A JP 26093488A JP H02106903 A JPH02106903 A JP H02106903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
resistance
temperature
composition
ptc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63260934A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2588951B2 (ja
Inventor
Makoto Kuwabara
誠 桑原
Takashi Kaimoto
隆 貝本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Nippon Tungsten Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Tungsten Co Ltd filed Critical Nippon Tungsten Co Ltd
Priority to JP63260934A priority Critical patent/JP2588951B2/ja
Publication of JPH02106903A publication Critical patent/JPH02106903A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2588951B2 publication Critical patent/JP2588951B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/022Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
    • H01C7/023Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
    • H01C7/025Perovskites, e.g. titanates

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チタン酸バリウム鉛系高温PTC(Posi
tive Temperature Coeffici
ent of Resistiwiry)  サーミス
タに関する。
〔従来の技術〕
従来、300℃以上のいわゆる高温PTCサーミスタと
して、特開昭50−33490号公報に3aTiCLを
主体とし、Baの位置に対しpbを49mo1%以上置
換したものが開示されている。
上記BaTi○、を主体とし、Baの位置に対してPb
で置換した高温PTCサーミスタにおいて解決すべき課
題として、Pbの置換量が増加するに従い焼結しにくく
、クラックが生じたり、キュリー点付近にふいて、抵抗
値の経時変化が起きることがある。更に、これらと関連
して、室温抵抗値が高く、キュリー点付近における抵抗
変化率(logpaaヨ/ log pmts)  が
小さいので実用に適さない。
これらの問題点を解決するために、置換Pb として鉛
含有有機酸塩等の化合物を用いたものが、特開昭56−
59675号公報、特開昭57−26401号公報。
特開昭57−107004号公報、特開昭60−258
901号公報等に開示されている。
ところが、上記公報に開示されている方法には、キュリ
ー点付近における経時変化が大きく、また工業的生産に
適せずコスト高になる等、実用に適さない。
また、室温抵抗値を低くする方法として、本願発明者は
先に特開昭61−212001号公報において、ランタ
ン添加チタン酸ストロンチウム、鉛酸バリウムのような
金属導電性を有するセラミック粒子の表面および粒界に
、チタン酸バリウムの表面層あるいは微粒子層を介在せ
しめたPTCサーミスタを開示した。
これは、上記室温抵抗値が高く、キ、 IJ−点以上に
おける抵抗変化率が小さいという問題もなく、また、経
時変化もないという利点を有するものである。
ところが、PTCfi能を付与するチタン酸バリウム自
体が異種組成のセラミック粒子と複合されたものである
ため、2種類の粉末調整が必要であり、2相間の反応制
御が難しく、その上、耐電圧が低いので実用化は難しい
という問題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術におけ
る問題点を解消して、耐電圧が高くとれ、安定したPT
C特性が得られ、さらに、製法が比較的容易なPTC機
能を付与する材料の提供である。
言い換えれば、常温比抵抗が10’〜!02Ω・cmと
低く、とくに、300℃以上の高温使用における発熱体
、電流制御抵抗体として用いるのに好都合であるキュリ
ー点付近における抵抗経時変化の少ない実用性の高い高
温PTCサーミスタと、それを工業規模で生産する方法
の提供である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、比較的大きい径を有するPTC機能を付与す
る組成物粒子間に、小さい径を有する同一組成物粒子を
介在せしめたことによって上記課題を達成したものであ
る。
上記のPTC機能を付与する組成物としては、BaTi
O3にSr、 Pb、 Sn、 Zr等を固溶させた組
成物等が適用できるが、F3a+−w Pbm T’+
 Os (X =0.5〜0.9)が、サーミスタの高
温化及び添加物による組tg整を行い、低抵抗化するこ
とが容易である等の点から最も好適に使用できる。
また、比較的大きい径を有する粒子の径としては、5I
s径以上で平均の粒径が5〜30mであることが絶縁耐
圧を大きくし、かつ室温抵抗値を低くできるという等の
点から好ましい。
また、上記大粒子間に介在させるべき粒子の大きさは5
u!n以下であって、平均の粒径が0.1〜4虜である
ことが、抵抗変化率を非常に大きくすることができる等
の点から好ましい。
これによって、室温抵抗率を低く、抵抗変化率及び絶縁
耐圧の大きな特性をもった上記目的の高温PTCサーミ
スタを得ることができる。
さらに、上記粒子径の分布を有するPTCサーミスタの
製造に際してのPTC機能を付加する半導体化に際して
は、La”、Y”Cc”、Sm”、Cdコ・Sb”、 
 Nb”等の遷移元素をロ、5mo1%以下添加する。
添加量がこれよりも多いと、置換量が多すぎて絶縁体化
する。
さらに、その製造過程において、混合・粉砕条件や焼成
条件及び添加物の選択によって、組織制御することによ
り、常温比抵抗がlO°〜10’Ω・cmと低く、経時
変4pが小さく、更にヰ517−点以上における抵抗上
昇比が4〜5桁と大きな値を示す優れた特性を引き出す
ことができる。
さらに、その焼成中に液相を生じ、粒子間の結合をよ(
しキ31J−点付近における経時変化、室温抵抗値に影
響を及ぼす好ましい添加物として作用するために、Cu
、 B、 Zr、 Cr、 Bi、 V、 Ge、 T
i。
S i、 At、 Cd、 La、 Mn、 Ma、 
Pr、 Te、 Na、 K、 W等の酸化物がPTC
機能を付加する組成物と、焼成温度範囲内において液相
を生じる金属を、化合物の形で、PTC機能を有する化
合物に対し5mol %以下添加する。
なお、これらの金属元素は組織調整と特性安定化のため
の添加物として添加されるもので、金属酸化物の形で用
いるのが焼成過程において特にを効であるが、出発原料
の時点で炭化物、窒化物。
弗化物、塩化物の形で添加することが可能である。
ただし、その添加物が非常に均一に混ざった場合には、
若干、大粒子のものができにくくなる。
そのため、適度な混合条件及び焼成条件を選択する必要
がある。
具体的には、チタン酸バリウム鉛Bat−*PbwTi
 0=(x=0.5〜0.9>  なる組成物全形成ス
ル混合粉末を半導体化する過程において、遷移元素を0
.5mo1 %以下と、Cu、 B、 Zr、 Cr、
 Bi、 V、 Ge、 Ti。
Si、 M!、  Cd、 La、 Mn、 Mo、 
Pr、 Te、 Na、 K、 W等の酸化物が上記組
成物と焼成温度内で液相を生じる金属を酸化物、炭化物
、窒化物、弗化物、塩化物等の化合物の形で添加配合し
、これを成形後酸化性雰囲気中、950〜1250℃の
温度範囲の条件で焼成する。
要は、添加物によりある程度粒成長させることによって
粒径の異なる組織を得ることであり、混合条件及び焼成
条件を制御することにより、大粒子と小粒子からなる組
織にするものである。
〔実施例〕
最終組成が、E3a、、 sss Pbo、 a Sb
o、 no* Ti 03 (1,)組成になるように
、出発原料として、 BaTi0(CiHa)i’ 4H20,PbO,Ti
0z ソれに5b203 を秤量し、24時間湿式ボー
ルミル混合した後、空気中600℃で3時間仮焼成した
。この焼成物に対し組織調整剤としてBN、  Bi2
0aをそれぞれ0.811IO1%、 0.08mo1
 %添加し、再び24時間湿式ボールミル混合し、乾燥
後、200メツシユの大きさに造粒し、400kg/c
dの圧力で10.0amφX1.2matの円板に形成
し、大気中1050℃で30分間焼成し試料を得た。
第1図は同試料の表面組織の模式図である。これによっ
て、5〜30mの粒子間に2〜3Jsの微粒子が介在し
ていることが判る。
こうして得られた試料に、In−Ga電極を塗布しステ
ンレス板を介して550℃までの抵抗−温度特性と30
0℃における抵抗経時変化及び室温における電圧−電流
特性を測定した。その測定結果を第2図、第3図及び第
4図に示す。
〔比較例〕
最終的にBao、 、ss Pb)、 s Sbo、 
oat Ti Oyの組成になるように、出発原料とし
て、BaTi0(C= H−)−・4 H20゜Pb 
o、 TI Ox、 ソtLi: SJ 03を秤量し
、4時間湿式ボールミル混合した後、空気中600℃で
3時間仮焼成した。再び24時間湿式ボールミル混合し
、乾燥後、200 メツシュの大きさに造粒し、400
kg/catの圧力で10.0+u+φX1.2ffl
Iltの円板に形成し、大気中1050℃で30分間焼
成した試料を作成した。得られた試料は2〜5膚の粒子
がランダムに存在する組織を示した。
この試料を上記実施例と同様にIn−Ga電極を塗布し
ステンレス板を介して550℃までの抵抗−温度特性と
300℃における抵抗経時変化及び室温における電圧−
電流特性を測定した。その測定結果を第2図、  ′f
!、3図及び第4図に本発明の実施例と比較して示す。
第2図に示す抵抗−温度特性において、本発明の高温P
TCサーミスタは、比較例のものと比較して、室温抵抗
値が低く、キ、リー点以上における抵抗変化率が4〜5
桁と大きく、極めて良好な特性を示すことが分かる。
第3図に示す300℃における抵抗経時変化において、
本発明の場合は、比較例の場合と違って、抵抗経時変化
を殆ど示さない。
また、第4図に示す電圧−電流静特性においても、本発
明の高温PTCサーミスタは、限流効果が大きく、層特
性を示しているのに対して、比較例のものは限流効果を
ほとんど示さない。
〔発明の効果〕
上記、本発明によって以下の効果を奏することができる
(1)  本発明のPTCサーミスタは、同成分の著し
く粒径の異なる粒子からなる組織をもち、粒子間結合も
強固であるので、室温抵抗値が低く、キュリー点以上に
おける抵抗変化率が4〜5桁といった高特性をもち、更
にキ、 IJ−点付近における抵抗率の経時変化がほと
んどないものである。
(2)本発明のPTCサーミスタ製造方法によれば、添
加物の種類、その添加量や製造条件を適度にコントロー
ルすることにより、巨大粒子の間に微細粒子が介在した
構造をもつ著しく粒径の異なる粒子からなる組織を得る
ことができ、その結果、室温抵抗値が低く、キュリー点
以上における抵抗変化率が4〜5桁といった高特性を持
ち、更に、キュリー点付近における経時変化がほとんど
ないものである。
【図面の簡単な説明】
第1rgJは本発明に係るサーミスタの表面組織の模式
図、第2図は本発明の実施例の比抵抗−温度特性を比較
例と比較して示す。第3図は本発明の実施例の300 
℃における抵抗率の経時変化を比較例と比較して示す。 第4図は本発明の実施例の電圧−電流特性を比較例と比
較して示す。 第 図 0戸m 第 図 時間(min) og V 手 続 補 正 1゜ 事件の表示 昭和63年 特 許 願 第260934号 2゜ 発明の名称 高温PTCサーミスタ及びその製造方法3゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.平均粒径が5μm以上のPTC機能を有する組成物
    の粒子間に、同組成物と同組成を有し、且つ粒子径が前
    記粒子より小さい粒子径を有する粒子が介在しているこ
    とを特徴とする高温PTCサーミスタ。
  2. 2.PTC機能を有する組成物が、Ba_1_−_xP
    b_xTiO_3(x=0.5〜0.9)の組成を有す
    るチタン酸バリウム鉛である特許請求の範囲第1項に記
    載の高温PTCサーミスタ。
  3. 3.チタン酸バリウム鉛Ba_1_−_xPb_xTi
    O_3(x=0.5〜0.9)なる組成物を形成する混
    合粉末を半導体化する過程において、遷移元素を0.5
    mol%以下と、Cu,B,Zr,Cr,Bi,V,G
    e,Ti,Si,Al,Cd,La,Mn,Mo,Pr
    ,Te,Na,K,W等の酸化物が上記組成物と焼成温
    度内で液相を生じる金属を酸化物,炭化物,窒化物,弗
    化物,塩化物等の化合物の形で添加配合し、これを成形
    後酸化性雰囲気中、950〜1250℃の温度範囲の条
    件で、焼成することを特徴とする高温PTCサーミスタ
    の製造方法。
JP63260934A 1988-10-17 1988-10-17 高温ptcサーミスタ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2588951B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63260934A JP2588951B2 (ja) 1988-10-17 1988-10-17 高温ptcサーミスタ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63260934A JP2588951B2 (ja) 1988-10-17 1988-10-17 高温ptcサーミスタ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02106903A true JPH02106903A (ja) 1990-04-19
JP2588951B2 JP2588951B2 (ja) 1997-03-12

Family

ID=17354802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63260934A Expired - Fee Related JP2588951B2 (ja) 1988-10-17 1988-10-17 高温ptcサーミスタ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2588951B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160050A (ja) * 1990-10-24 1992-06-03 Sekisui Plastics Co Ltd 磁器半導体組成物およびその製造方法
KR20030092720A (ko) * 2002-05-31 2003-12-06 현대자동차주식회사 저 전기비 저항을 갖는 세라믹 ptc 조성물
WO2015115421A1 (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 日立金属株式会社 半導体磁器組成物の製造方法、半導体磁器組成物、ptc素子、及び発熱体モジュール

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160050A (ja) * 1990-10-24 1992-06-03 Sekisui Plastics Co Ltd 磁器半導体組成物およびその製造方法
KR20030092720A (ko) * 2002-05-31 2003-12-06 현대자동차주식회사 저 전기비 저항을 갖는 세라믹 ptc 조성물
WO2015115421A1 (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 日立金属株式会社 半導体磁器組成物の製造方法、半導体磁器組成物、ptc素子、及び発熱体モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP2588951B2 (ja) 1997-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3044968A (en) Positive temperature coefficient thermistor materials
US2981699A (en) Positive temperature coefficient thermistor materials
JPS6329408A (ja) 誘電セラミツク体及びその製法
JPH02106903A (ja) 高温ptcサーミスタ及びその製造方法
US4055438A (en) Barium titanate ceramic
JPS5948521B2 (ja) 正特性半導体磁器の製造方法
JP2689439B2 (ja) 粒界絶縁型半導体磁器素体
JP3313533B2 (ja) 酸化亜鉛系磁器組成物及びその製造方法
JPS606535B2 (ja) 磁器組成物
JPH07297009A (ja) 正特性サーミスタ及びその製造方法
JP2588951C (ja)
JP3178083B2 (ja) チタン酸バリウム系セラミックス半導体およびその製造方法
JPH01234360A (ja) 鉛含有セラミック材料の製造方法
JPS6366401B2 (ja)
JP3038906B2 (ja) チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法
JPH0645104A (ja) 正の抵抗温度係数を有する半導体磁器の製造方法
JPH01234359A (ja) 鉛含有セラミック材料の製造方法
JPH10212161A (ja) 正特性サーミスタ材料及びその製造方法
JP2934388B2 (ja) 半導体磁器の製造方法
JPH08319157A (ja) チタン酸バリウム系セラミックス及びその製造方法
JPH07211511A (ja) 正特性サーミスタおよびその製造方法
JPH0717443B2 (ja) チタン酸バリウム系半導体磁器の製造方法
JPH11224803A (ja) 高キュリー点ptcサーミスタ組成物及びその製造方法
JPH03103357A (ja) Ptcセラミックスの製造方法
JPS6328323B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees